CN108230639A - 基于电力载波通信的智能能耗采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电力载波通信的智能能耗采集器，包括显示模块、控制模块、电源模块、数据采集模块、散热模块和数据通信模块。本发明利用电力载波通信技术，使用电力电缆即可实现电表、水表、燃气表的远程采集；设备集成性强，将远程抄表***中的采集器、中继器、数据接收器与网络通信设备整合在一起；自带显示模块与控制模块，可以调取指定用户的实时能耗数据；电源模块自带稳压源，可将AC 220V民用电转换为DC 24V，便于部分模块供电；增设散热模块，确保用电安全；设备数据支持无线wifi、双绞线、光纤和SD卡四种媒介的灵活传输；设备数据支持本地与移动端的灵活查看，可广泛应用于智慧城市内的远程抄表***中。
Description
【技术领域】
本发明公开了一种基于电力载波通信的智能能耗采集器，属于智能仪表领域。
【背景技术】
随着智能建筑、物联网和计算机信息技术的发展，越来越多的设备及硬件产品加入到智慧城市中，智能化已经从设想逐步发展到理念、现实。我国幅员辽阔、人口众多，各种工业、商业、民用建筑建设频繁，规模越来越大，以适应庞大人口的基本生活需求。
目前，各种建筑内都安装了水表、电表和燃气表，监测用户的实际使用量，便于收取各种能耗费用。大多数电表已通过增加智能数据采集芯片或电力载波等方式实现远程抄表，但水表和燃气表的抄表依旧主要依靠人工。新建小区大都将水表、电表和燃气表集中安装，便于抄表工的抄录，而老旧小区的水表、电表和燃气表安装较为分散，使得抄表成为一项非常繁重的工作，消耗了大量人力物力，效率还不够高。少部分高档住宅区、智能厂区小范围推广了远程抄表***，需要安装各种采集、传输、网络设备，布线繁琐、维护困难、费用高昂。
【发明内容】
本发明的目的在于：针对以上技术的缺陷和不足，提供一种基于电力载波通信的智能能耗采集器，本发明采用模块化定制，利用电力载波通信技术，使用电力电缆即可实现电表、水表、燃气表的远程采集，对线缆要求较低；设备集成性强，将现有远程抄表***中的采集器、中继器、数据接收器与网络通信设备整合在一起，方便客户使用；自带显示模块与控制模块，通过按键可以根据需要调取固定用户的实时能耗数据；电源模块自带稳压源，可将AC 220V民用电转换为DC 24V，便于部分模块供电，压缩了开关电源的空间；增设散热模块，有效控制设备的发热，确保用电安全；设备数据支持无线wifi、双绞线、光纤和SD卡四种媒介的灵活传输；设备数据支持LED显示屏、智能手机、平板电脑等的灵活查看，可广泛应用于智慧城市内的远程抄表***中。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，包括显示模块、控制模块、电源模块、数据采集模块、散热模块和数据通信模块；所述的显示模块由LED显示屏和开关组成，所述的控制模块由按键组成，所述的电源模块由电源插口、电源开关和模块指示灯组成，所述的数据采集模块由电力载波通信模块和模块指示灯组成，所述的散热模块由散热孔和风扇组成，所述的数据通信模块由RJ-45网络接口、USB接口、SD卡插口、光纤插口和模块指示灯组成。
在本发明中：所述的显示模块中，开关用于控制该模块的运行。启用智能能耗采集器通电后，摁下开关，LED显示屏亮起，显示提示语；依托控制模块按键的帮助，选择需要查询的能耗表类型、编号，调取相应的实时示数。当停止使用时，首先摁下开关关闭LED显示屏，再切断电源。
在本发明中：所述的控制模块中，有16个按键。启动智能能耗采集器时，摁下“#”键切换到能耗表类型选择界面，有智能水表、智能电表、智能燃气表三个选项，“↑”、“↓”用于调节选择项，确定后摁下“*”键确认。0～9十个按键用于录入所需查询的能耗表编号，根据用户实际需求支持5～8位编码，选择好能耗表类型后只需要输入能耗表编号、摁下“*”键确认，LED显示屏即可切换到指定能耗表的示数。当需要切换能耗表时，若是同一种类型，直接输入另一个能耗表编号、摁下“*”键确认即可；若是不同种类型，摁下“#”键重复上述步骤即可。
在本发明中：所述的电源模块中，将配套的两眼电源插头接到电源插口，给设备各模块供电；由于数据采集模块和数据通信模块均支持DC 24V供电，其余模块支持AC 220V供电，为了压缩设备空间、增强电源模块的供电兼容性，本电源模块自带稳压源，可根据需要将AC 220V民用电自动转化为DC 24V给数据采集模块和数据通信模块供电，其余模块由AC220V直接供电，节约了开关电源的空间。启用智能能耗采集器时，拨动电源开关，控制电源供电的通断；模块指示灯指示电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。关闭设备时，先关闭显示模块的开关，再切断电源开关。
在本发明中：所述的数据采集模块中，6个电力载波通信模块用于接收6路通过电力电缆传来的智能能耗表实时数据，各路安装有电力载波通信模块的智能能耗表通过电力电缆以“手拉手”的形式连接到数据采集模块的电力载波通信模块上，通过编码的方式实现数据的准确传输；模块指示灯用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
在本发明中：所述的散热模块中，智能能耗采集器工作时，风扇自动开启，通过散热孔将热量向外排出，确保智能能耗采集器的散热效果，保证设备的正常运行。
在本发明中：所述的数据通信模块中，为了便于适应不同网络条件下的数据传输，设置了RJ-45网络接口、USB接口、SD卡插口、光纤插口。有无线wifi的条件下，在USB接口***无线网络接收器，通过显示模块和控制模块配合，接入该无线局域网，通过无线wifi实现数据的传输；没有无线wifi、数据仅需要短距离传输的条件下，在RJ-45网络接口***双绞线，通过无线路由器实现数据的传输；没有无线wifi、数据需要长距离传输的条件下，可以采用光纤传输，将光纤***数据通信模块上的光纤插口，省去了***等设备，直接通过光纤即可实现数据的远距离传输；在一些无法覆盖网络或涉密的工程中，可提前在SD卡插口中***标准的Micro SD卡(与智能手机、数码相机中采用的数据卡相同)，智能能耗采集器采集到的数据自动存储到Micro SD卡上，需要数据共享时通过读卡器读取Micro SD卡里的数据即可实现数据传输。模块指示灯用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
采用上述结构后，本发明有益效果为：
1.本发明采用模块化定制，利用电力载波通信技术，使用电力电缆即可实现电表、水表、燃气表的远程采集，对线缆选型要求较低；
2.本发明集成性强，将现有远程抄表***中的采集器、中继器、数据接收器与网络通信设备整合在一起，方便客户使用；
3.本发明自带显示模块与控制模块，通过按键可以根据需要调取固定用户的实时能耗数据；
4.本发明电源模块自带稳压源，可将AC 220V民用电转换为DC 24V，便于部分模块供电，压缩了开关电源的空间；
5.本发明增设散热模块，有效控制设备的发热，确保用电安全；
6.本发明采集到的数据支持无线wifi、双绞线、光纤和SD卡四种媒介的灵活传输；
7.本发明采集到的数据支持LED显示屏、智能手机、平板电脑等的灵活查看，可广泛应用于智慧城市内的远程抄表***中。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明的正面外观结构示意图；
图2是本发明的背面外观结构示意图；
图3是本发明中显示模块的示意图；
图4是本发明中控制模块的示意图；
图5是本发明中电源模块的示意图；
图6是本发明中数据采集模块的示意图；
图7是本发明中散热模块的示意图；
图8是本发明中数据通信模块的示意图；
图9是本发明投入使用时的***示意图。
图中：1.智能能耗采集器；2.显示模块；3.控制模块；4.电源模块；5.数据采集模块；6.散热模块；7.数据通信模块；8.LED显示屏；9.开关；10.按键；11.模块指示灯；12.电源开关；13.电源插口；14.电力载波通信模块；15.风扇；16.散热孔；17.RJ-45网络接口；18.USB接口；19.SD卡插口；20.光纤插口；21.电力电缆；22.智能水表；23.智能电表；24.智能燃气表；25.缓冲放大滤波模块；26.信号放大芯片；27.双绞线；28.路由器；29.局域网；30.智能手机；31.平板电脑。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器1正面包括显示模块2、控制模块3和电源模块4。
如图2所示，本发明所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器1背面包括数据采集模块5、散热模块6和数据通信模块7。
如图3所示，显示模块2由LED显示屏8和开关9组成。在显示模块2中，开关9用于控制该模块的运行。启用智能能耗采集器1通电后，摁下开关9，LED显示屏8亮起，显示提示语；依托控制模块3按键10的帮助，选择需要查询的能耗表类型、编号，调取相应的实时示数。当停止使用时，首先摁下开关9关闭LED显示屏8，再切断电源。
如图4所示，控制模块3由按键10组成。在控制模块3中，有16个按键10。启动智能能耗采集器1时，摁下“#”键切换到能耗表类型选择界面，有智能水表22、智能电表23、智能燃气表24三个选项，“↑”、“↓”用于调节选择项，确定后摁下“*”键确认。0～9十个按键10用于录入所需查询的能耗表编号，根据用户实际需求支持5～8位编码，选择好能耗表类型后只需要输入能耗表编号、摁下“*”键确认，LED显示屏8即可切换到指定能耗表的示数。当需要切换能耗表时，若是同一种类型，直接输入另一个能耗表编号、摁下“*”键确认即可；若是不同种类型，摁下“#”键重复上述步骤即可。
如图5所示，电源模块4由电源插口13、电源开关12和模块指示灯11组成。在电源模块4中，将配套的两眼电源插头接到电源插口13，给设备各模块供电；由于数据采集模块5和数据通信模块7均支持DC 24V供电，其余模块支持AC 220V供电，为了压缩设备空间、增强电源模块4的供电兼容性，本电源模块4自带稳压源，可根据需要将AC 220V民用电自动转化为DC 24V给数据采集模块5和数据通信模块7供电，其余模块由AC 220V直接供电，节约了开关电源的空间。启用智能能耗采集器1时，拨动电源开关12，控制电源供电的通断；模块指示灯11指示电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。关闭设备时，先关闭显示模块2的开关，再切断电源开关12。
如图6所示，数据采集模块5由电力载波通信模块14和模块指示灯11组成。在数据采集模块5中，6个电力载波通信模块14用于接收6路通过电力电缆21传来的智能能耗表实时数据，各路安装有电力载波通信模块的智能能耗表通过电力电缆21以“手拉手”的形式连接到数据采集模块5的电力载波通信模块14上，通过编码的方式实现数据的准确传输；模块指示灯11用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
如图7所示，散热模块6由散热孔16和风扇15组成。在散热模块6中，智能能耗采集器1工作时，风扇15自动开启，通过散热孔16将热量向外排出，确保智能能耗采集器1的散热效果，保证设备的正常运行。
如图8所示，在数据通信模块7中，为了便于适应不同网络条件下的数据传输，设置了RJ-45网络接口17、USB接口18、SD卡插口19、光纤插口20。有无线wifi的条件下，在USB接口18***无线网络接收器，通过显示模块2和控制模块3配合，接入该无线局域网29，通过无线wifi实现数据的传输；没有无线wifi、数据仅需要短距离传输的条件下，在RJ-45网络接口17***双绞线27，通过无线路由器28实现数据的传输；没有无线wifi、数据需要长距离传输的条件下，可以采用光纤传输，将光纤***数据通信模块7上的光纤插口20，省去了***等设备，直接通过光纤即可实现数据的远距离传输；在一些无法覆盖网络或涉密的工程中，可提前在SD卡插口19中***标准的Micro SD卡(与智能手机、数码相机中采用的数据卡相同)，智能能耗采集器1采集到的数据自动存储到Micro SD卡上，需要数据共享时通过读卡器读取Micro SD卡里的数据即可实现数据传输。模块指示灯11用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
如图9所示，智能能耗采集器1工作时，启动电源模块4上的电源开关12接通电源，摁下显示模块2的开关9打开LED显示屏8。将安装有电力载波通信模块14的智能水表22、智能电表23和智能燃气表24按路通过电力电缆21以“手拉手”的形式连接到数据采集模块5的电力载波通信模块14上；途中由于电力电缆21自身的阻抗造成信号衰减，通过缓冲放大滤波模块25、信号放大芯片26将信号放大，确保数据采集模块5的电力载波通信模块14可以接收到准确的数据；借助控制模块3，实现智能能耗表的类型与编号选择。智能能耗采集器1采集到的各项数据通过数据通信模块7传输出去。当现场没有wifi、只需要短距离传输时，用双绞线27将数据通信模块7上的RJ-45网络接口17与路由器28相连，建立局域网29，当用户的智能手机30或者平板电脑31接入该局域网29时，可实现监测数据的远程查看，控制模块3的各种选择功能也可通过智能手机30或者平板电脑31实现。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (7)
1.一种基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：包括显示模块、控制模块、电源模块、数据采集模块、散热模块和数据通信模块；所述的显示模块由LED显示屏和开关组成，所述的控制模块由按键组成，所述的电源模块由电源插口、电源开关和模块指示灯组成，所述的数据采集模块由电力载波通信模块和模块指示灯组成，所述的散热模块由散热孔和风扇组成，所述的数据通信模块由RJ-45网络接口、USB接口、SD卡插口、光纤插口和模块指示灯组成。
2.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的显示模块中，开关用于控制该模块的运行。启用智能能耗采集器通电后，摁下开关，LED显示屏亮起，显示提示语；依托控制模块按键的帮助，选择需要查询的能耗表类型、编号，调取相应的实时示数。当停止使用时，首先摁下开关关闭LED显示屏，再切断电源。
3.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的控制模块中，有16个按键。启动智能能耗采集器时，摁下“#”键切换到能耗表类型选择界面，有智能水表、智能电表、智能燃气表三个选项，“↑”、“↓”用于调节选择项，确定后摁下“*”键确认。0～9十个按键用于录入所需查询的能耗表编号，根据用户实际需求支持5～8位编码，选择好能耗表类型后只需要输入能耗表编号、摁下“*”键确认，LED显示屏即可切换到指定能耗表的示数。当需要切换能耗表时，若是同一种类型，直接输入另一个能耗表编号、摁下“*”键确认即可；若是不同种类型，摁下“#”键重复上述步骤即可。
4.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的电源模块中，将配套的两眼电源插头接到电源插口，给设备各模块供电；由于数据采集模块和数据通信模块均支持DC 24V供电，其余模块支持AC 220V供电，为了压缩设备空间、增强电源模块的供电兼容性，本电源模块自带稳压源，可根据需要将AC 220V民用电自动转化为DC24V给数据采集模块和数据通信模块供电，其余模块由AC 220V直接供电，节约了开关电源的空间。启用智能能耗采集器时，拨动电源开关，控制电源供电的通断；模块指示灯指示电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。关闭设备时，先关闭显示模块的开关，再切断电源开关。
5.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的数据采集模块中，6个电力载波通信模块用于接收6路通过电力电缆传来的智能能耗表实时数据，各路安装有电力载波通信模块的智能能耗表通过电力电缆以“手拉手”的形式连接到数据采集模块的电力载波通信模块上，通过编码的方式实现数据的准确传输；模块指示灯用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
6.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的散热模块中，智能能耗采集器工作时，风扇自动开启，通过散热孔将热量向外排出，确保智能能耗采集器的散热效果，保证设备的正常运行。
7.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的智能能耗采集器，其特征在于：所述的数据通信模块中，为了便于适应不同网络条件下的数据传输，设置了RJ-45网络接口、USB接口、SD卡插口、光纤插口。有无线wifi的条件下，在USB接口***无线网络接收器，通过显示模块和控制模块配合，接入该无线局域网，通过无线wifi实现数据的传输；没有无线wifi、数据仅需要短距离传输的条件下，在RJ-45网络接口***双绞线，通过无线路由器实现数据的传输；没有无线wifi、数据需要长距离传输的条件下，可以采用光纤传输，将光纤***数据通信模块上的光纤插口，省去了***等设备，直接通过光纤即可实现数据的远距离传输；在一些无法覆盖网络或涉密的工程中，可提前在SD卡插口中***标准的Micro SD卡(与智能手机、数码相机中采用的数据卡相同)，智能能耗采集器采集到的数据自动存储到Micro SD卡上，需要数据共享时通过读卡器读取Micro SD卡里的数据即可实现数据传输。模块指示灯用于显示该模块的电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
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